[發明專利]雙滾刀滾壓巖石綜合試驗臺

無效

• 申請號: 201010133137.6
• 申請日: 2010-03-26
• 公開（公告）號: CN101782490A
• 公開（公告）日: 2010-07-21
• 發明（設計）人: 吳玉厚;張珂;孫紅;趙德宏;王賀;趙凱軍
• 申請（專利權）人: 沈陽建筑大學
• 主分類號: G01N3/58
• 分類號: G01N3/58
• 代理公司: 沈陽技聯專利代理有限公司 21205
• 代理人: 王德榮

技術領域

本發明涉及一種巖石掘進機滾刀實驗設備，特別涉及一種用于快速、多尺寸滾刀模擬破巖的實驗裝置——雙滾刀滾壓巖石綜合試驗臺，是巖石掘進機設計和研究中進行實驗的重要設備。屬于大型實驗臺的設計制造技術。

背景技術

巖石掘進機是實現了破巖、出渣、運輸、襯砌、支護等作業工廠化的大型隧道掘進裝備，安全、快速、高效、對環境破壞小、不受氣候影響等特點使其現廣泛應用于鐵路、水電、公路、地鐵和市政等需要穿越巖層的隧道工程。在巖石掘進機刀具設計與研究中，確定滾刀破巖機理、效率與磨損機理是基礎，因此迫切需要對滾刀實驗裝置的研發。開發此實驗臺的目的主要是模仿滾刀實際破巖過程，通過對不同尺寸滾刀，在不同破巖速度和貫入度的條件下進行滾壓破巖實驗，確定滾刀破巖過程中的受力和破巖的機理；通過刀具的受力測試分析，并與巖石破碎機理和刀具磨損影響因素、規律、機理等相結合，設計長壽命的滾刀，解決我國國產巖石掘進機在此方面的問題。大大提高我國的巖石掘進機刀具系統設計開發能力，形成具有自主知識產權的產品，保護涉及國防安全、國家戰略軍事工程和國土資源等敏感信息，帶動機電、液壓、材料等相關產業的發展。

二十世紀70年代國外就出現了滾刀實驗設備，目前最為著名的是美國科羅拉多礦業學院的滾刀試驗臺，為單把滾刀的實驗臺，滾壓速度在1m/s左右。我國的中南大學曾經設計制造實尺滾壓破巖試驗臺的研制工作，所設計的試驗臺為垂直推力為44t，水平推力為22t，滾壓速度為0.4m/s。滾壓破巖主要是相鄰滾刀滾壓巖石產生的裂紋相連通，形成巖石剝落，主要是刀間距對破巖的影響。國內有人設計了刀具在弧形凹槽中改變刀具位置來破巖的實驗臺，刀具的這種調整方式不易于實現，不利于精確調整；其次，實際的掘進中滾刀痕跡為一系列同心圓，這種刀具的布置方式對于重復試驗不易于實現；再次，未說明最高的滾壓速度，很難接近實際工況。針對國內外實驗設備現狀，并不能真實反映滾壓破巖的實際情況的現狀，進行了雙把滾刀綜合試驗臺的研制，滾壓速度可達1.5m/s，真實反映工程破巖過程。可調整兩把滾刀的間距，為刀具布置的優化提供數據參考。目前我國大部分研究還局限于理論，巖石由于存在著天然的缺陷，理論研究分析的結果與實際往往存在著較大偏差，因此，實驗研究就顯得尤為重要和必要。當前國內外可以進行巖石掘進機快速破巖仿真的實驗臺基本沒有，單把滾刀實驗臺只能從滾壓巖石產生的裂紋深度和寬度來進行定量分析，對于刀間距和刀具快速滾壓對破巖效率、刀具磨損的影響不能真實進行測定。因此，雙滾刀綜合實驗臺是一種急需研制的重要設備。

發明內容

本發明的主要目的在于提供一種可用來進行模擬滾刀破巖實驗的平臺，對掘進機滾壓巖石進行快速滾壓實驗，確定破巖機理和磨損機理；對滾壓實驗中滾刀的受力測試，為滾刀的國產化、刀具的優化布置、提高破巖效率提供設計參考；研究滾刀滾壓速度、貫入度、圍巖特性、刀具尺寸對刀具受力的影響規律。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

雙滾刀滾壓巖石綜合試驗臺，包括液壓系統、工作臺、刀具、刀座、導軌、測試系統、控制系統，其試驗臺結構要點為：工作臺由液壓系統拉動進行快速運動并由試件帶動滾刀進行破巖，試件臺在垂直工作臺的運動方向上由絲杠調節其位置，工作臺兩端的壓板對試件臺進行鎖緊。

所述的雙滾刀滾壓巖石綜合試驗臺，其刀盤底座通過連接盤與刀具液壓推拉桿相連接，四面的7個鑲鋼滑塊與試驗臺主體上的鑲鋼導軌配合，防止側向載荷對液壓推拉桿的沖擊，由液壓系統帶動刀座底盤整體進行貫入度的調節并保持破巖壓力。

本發明的優點與效果是：

1.結構設計合理、簡單，安全，承載壓力大，抗沖擊力強，可承受1000KN正壓力，X、Y向可承受沖擊載荷150KN、300KN；

2.滾壓速度高且可調，可在0.2～1.5m/s范圍內任意調整；

3.實現雙把滾刀的破巖實驗；刀間距調整范圍大，定位簡單可靠；

4.工件臺采用自動定心設計來保持工件的穩定。采用絲杠驅動X/Y向移動，定位采用機械方式，簡單可靠；

5.在巖石滾壓實驗中，更接近真實掘進情況，工作臺進給精度高，可達4mm；

可進行多種尺寸刀具的實驗，更換方便。

附圖說明

本發明圖1為滾刀巖石綜合實驗臺結構示意圖；

本發明圖2為工作臺及工件臺結構示意圖；

本發明圖3為產品實物參考照片。照片清晰與否并不影響對本發明的理解。

具體實施方式

下面參照附圖對本發明進行詳細說明。